Проектирование автоматизированнь1х станков и комплексов (862475), страница 53

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 53)

Основное резание7. Оборудование, применяемое при специШLьных методах обработки276происходит абразивными зернами, получающими энергию от рабочего торцаинструмента, побочноезернами, находящимися в боковом зазоре. Ин­-струмент получает ультразвуковые колебания от резонатора. Зерна выкалы­вают небольшие частицы материала, инструмент имеет осевую подачу иприжимается к заготовке. Продукты обработки выводятся из-под торца ин­струмента вместе с суспензией.

Выколы материала заготовки образуются припрямом ударе инструмента по зерну абразива, лежащему на поверхности.Кавитация суспензии-это процесс образования кавитационных поло­стей (разрывов) в местах понижения давления (напряжения) при ультразву­ковом воздействии. Кавитационные полости способствуют более равномер­ному распределению зерен абразива под инструментом, увеличивая скоростьобработки, а также перемешиванию абразива, выносу выколотых частиц ма­териала заготовки и подаче свежего абразива в зону обработки.Ультразвуковыеколебанияприобработкелезвийныминструментомустраняют нарост на инструменте, уменьшают силы трения в зоне резания исопротивление сходу стружки, улучшают качество поверхности.При обработке алмазным инструментом на поверхности заготовки обра­зуется зона повышенной трещинноватости (предразрушения).

Ультразвуко­вые колебания интенсифицируют процесс хрупкого разрушения материалапутемсозданиясеткимикротрещин ивыколовнаповерхностизаготовки.Разрушенный материал представляет собой различные по форме и размерамчастицы, не имеющие следов пластического деформирования.В качестве абразива чаше всего применяют карбид бора, который при вы­сокой твердости хорошо смачивается водой и при сравнительно небольшойплотности легко переносится жидкостью. Другие абразивы (например, кар­бид кремния, электрокорунд) используют лишь при обработке деталей изстекла, германия.

Производительность обработки при их применении посравнению с карбидом бора в1,2- 1,14 раза ниже.С уменьшением размера абразивного зерна снижается производитель­ность и повышается точность обработки. Производительность обработкинаходится в прямой зависимости от амплитуды и частоты колебаний. Огра­ничивающим фактором для амплитуды является размер зерна, поскольку прибольшом зерне импульс ударной силы недостаточен для внедрения в матери­ал и его разрушения, а при относительно малых зернах происходит их дроб­ление. Максимальная производительность наблюдается при отношении раз­маха колебаний к диаметру зерна абразива, равном0,6 ..

.0,8.Статическая сила, прижимающая абразив к поверхности заготовки иназываемая силой подачи, существенно влияет на состояние зерен и концен­трацию абразива под торцом инструмента. С одной стороны, ее увеличениеприводит к росту импульса ударных сил и глубины внедрения зерна абрази­ва, т. е. вызывает интенсификацию съема материала, с другой-к уменьше­нию технологического зазора, ухудшению условий поступления в него све­жего абразива и удаления продуктов износа.7.5.

Станки для ультразвуковой обработки277Некруглость отверстий при чистовых операциях не превышает1Омкм.При наличии несоосностей преобразователя и концентратора она составляет30 .. .60 мкм. С увеличением размера зерен погрешность возрастает.При ультразвуковой получистовой обработке с применением обычныхпорошков погрешность изготовления достигаетверхностипришлифовании20микропорошкамисмкм. Шероховатость по­амплитудойколебаний15... 20 мкм составляет Ra = 1,2 ... 0,4 мкм, а при доводке - Rа = 0,2 мкм.Размерная ультразвуковая обработка эффективна для хрупких материа­лов.Так,производительностьобработкистекласоставляет3 ООО ...5 ООО мм 3/мин, а твердого сплава - в 20--50 раз ниже.Преимущества ультразвуковой обработки перед обычными процессамирезания следующие :более высокая производительность обработки твердых и хрупких мате­риалов;возможность копирования сложной фор­мы инструмента;низкие нагрузки в зоне резания.Сообщая инструменту и заготовке раз­личные виды подач (продольную, попереч­ную) и меняя профиль инструмента по этойсхеме, можно прошивать глухие и сквозныеотверстия;обрабатывать полости, углубле­ния, пазы, цилиндрические и конические от­верстия по копиру, проводить шлифование иполирование.Обработка непрофилированным инстру­ментом (тонкой проволокой) (рис.7.

16)поз­воляет осуществлять контурное вырезание,Рис. 7.16. Контурное вырезаниеобработку сквозных пазов и щелей, разреза-проволочным инструментомние заготовок.Для интенсификации процесса резания и повышения качества поверхно­сти металлическому или абразивному режущему инструменту сообщают вы­нужденные ультразвуковые колебания. По такой схеме выполняются опера­ции сверления, зенкерования, развертьmания, точения (рис.7 .17).При контурном вырезании мелких деталей из кремния, германия, ситалаиспользуют групповой инструмент, позволя­ющий многократно повысить производитель­ностьиполучитьзначительнуюэкономиюсырья.Шлифование при воздействии ультразвукаможнопроводитьсприменениемспециаль­ных ультразвуковых головок. При этом ис­Рис.7.17.

Виброточениеключаютсяповерхностныемикротрещиныи2787.Оборудование, применяемое при специШLьных методах обработкиприжоги. Погрешность размеров деталей составляеттельность -0,01мм, а производи­320 мм /мин.3Ультразвук используют в операциях упрочнения поверхности детали ипри снятии заусенцев свободным абразивом. При снятии заусенцев масса за­готовки не должна превышатьг, а размер заусенцев5 ... 10Достижимая шероховатость поверхности составляетменно можно обрабатыватьет2 ... 30500 ... 2 ООО заготовок.- 50 ... 100 мкм.Ra = 0,2 мкм.

Одновре­Время обработки составля­мин. Удаление заусенцев происходит в результате кавитационногоразрушения материала заготовки и дополнительной обработки ее частицамиабразива.Ультразвуковые станки выполняют перен.осн.ыми и стацион.арн.ыми. Пе­реносные станки имеют мощность до50 Вт и предназначены для ульразвуко­вого гравирования, клеймения, сверления отверстий малого диаметра.Универсальные станки стационарного исполнения предназначены для вы­полнения нескольких технологических операций в условиях единичного имелкосерийного производства.

Механизмы станка осуществляют основныедвижения заготовки, а ультразвуковое устройство выполняет свою технологи­ческую функцию -обработку при воздействии ультразвуковых колебаний.Ультразвуковой станок (рис.жит станину1, координатныйленной на нем заготовкойголовку43,подачи6акустическуюс ультразвуковым преобразовате­лем, ультразвуковой генератор47.18) содер­2 с закреп­стол5,механизминструмента с устройствомния статической нагрузки, систему37 созда­прину­8дительной подачи и сброса абразивной сус­2пензии.Универсальныеультразвуковыестанки,как правило, выполняют с вертикальным рас­положением рабочей головки.

В зависимостиРис.7.18.Схема ультразвуко-вого станкаот выходной мощности генератора их подраз­деляют на три группы: малойсредней(0,25 ... 1,6 кВт)(0,03 ... 0,2 кВт),4 кВт)и большой (домощности.Станки первой группы применяют для обработки неглубоких отверстийдиаметром О, 15 ... 1О мм. В этих станках обычно используют преобразователина основе пьезокерамики или феррита. По внешнему виду они похожи навертикально-сверлильные и вертикально-фрезерные станки.Специализированные станки применяют в серийном и массовом производ­стве для выполнения, как правило, одной операции.

Например, при изготовле­нии полупроводниковых элементов, обработки рабочего профиля алмазных итвердосплавных фильер, нарезания резьбы в труднообрабатываемых материа­лах, нанесения на камни рельефных художественных изображений.7.6. Оборудование для плазменной и.магнитоимпульсной обработок279В условиях единичного и мелкосерийного производства акустические го­ловкидляуниверсальныхстанковделаютсъемнымисвращающимсяиневращающимся инструментом. Широко применяют акустические головкидля плоского шлифования, которые устанавливают на шпинделях плоско­шлифовальных станков.Характеристики наиболее распространенных ультразвуковых генераторовприведены в табл.Таблица7.3.7.3Технические характеристики ультразвуковых генераторовМощность, кВтРабочаяНапряжениеГабаритныевыходнаяпотребляемаячастота, кГцсети, Вразмеры, мм101,60,44,5194,01,17,317,5 ...

23,516,5 ... 19,117,5 ... 19,317,5".45,0220/380220/380220220/3801870х780х800ТипгенератораУЗГ-10-22УЗГ-1,6УЗГ-3-0,4УЗГ-2-41440х610х510630х387х3281350х580х720Пр и м е ч ан и е. Все генераторы имеют воздупrnую систему охлаждения.Поднастройка частоты генератора при изменении резонансной частотыколебательной системы достигается применением систем автоматическойподнастройки.Механизмы подачи инструмента обеспечивают кроме основной функциистатическую нагрузку инструмента на заготовку и его безударный подвод.Наиболее совершенными являются механизм подачи с электродвигателем,работающим в режиме торможения, и соленоидный регулятор.7.6. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПЛАЗМЕННОЙИ МАГНИТОИМПУЛЬСПОЙ ОБРАБОТОКОдним из видов электрофизической обработки является плазменная обра­ботка, при которой используют низкотемпературную плазму с температуройвещества 103 .•.

105 К, представляющую собой ионизированный газ. С помо­щью плазменной струи осуществляют термическую поверхностную обработ­ку, нанесение покрытий, нагрев под пайку.Получают плазму в плазмотронах (рис.7.19).Нагрев газа осуществляетсяэлектрическим дуговым разрядом значительной длины, возбуждаемым меж­ду двумя электродами. Дуга горит в замкнутом канале, стенки которого ин­тенсивно охлаждаютсяи через которыйинтенсивно подают чаще всегоинертный плазмообразующий газ (аргон, гелий), а в ряде случаев-азот, во­дород, кислород и воздух.Плазмотроны выполняют с раздельными соплом и разрядным каналом(см.

рис.7.19,а), с совмещенным соплом и каналом (см. рис.соплом и каналом, совмещенными с факелом плазмы (см. рис.7. 19, 6),7.19, в).с2807.Оборудование, применяемое при специШLьных методах обработкиГазГазбаРис.455в7.19. Конструктивные схемы плазмотроновПлазменная струя создается дуговым разрядомником Е между электродомгенерируется в канале2,1и электродом43,возбуждаемым источ­с отверстием. Дуговой разрядэлектрически изолированным от сопла и электродазазором. Через канал пропускают газ, который под воздействием электриче­ского разряда ионизируется и выходит из сопла в виде ярко светящейсяструиПлазмотрон охлаждается водой.

Характеристики

Список файлов книги